一種超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械工程領(lǐng)域，尤其涉及一種超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀。
【背景技術(shù)】
[0002]滾動(dòng)軸承的性能試驗(yàn)主要測(cè)試軸承的摩擦力矩、極限轉(zhuǎn)速、工作溫升、使用壽命和振動(dòng)特性等參數(shù)，傳統(tǒng)的測(cè)試方法多采用接觸式的試驗(yàn)力加載方式，比如:液壓缸加載、彈簧加載等。這類加載方式通常只是用于低轉(zhuǎn)速的軸承性能試驗(yàn)。當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速較高時(shí)，這些接觸式的加載方式將會(huì)影響到軸承的回轉(zhuǎn)精度、溫升以及振動(dòng)特性等一系列軸承性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明旨于提供一種超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀。
[0004]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀，包括空氣軸承電主軸、支架、油氣發(fā)生器、冷干機(jī)、空氣壓縮機(jī)、氣壓站、軸向電磁閥、軸向力傳感器、軸向加載氣缸、試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)、徑向電磁閥、徑向力傳感器、徑向加載氣缸、振動(dòng)傳感器、力矩傳感器、溫度傳感器、油氣室、試驗(yàn)滾動(dòng)軸承、軸向加載氣墊、徑向加載氣墊和軸承套，所述空氣軸承電主軸設(shè)在支架上，試驗(yàn)滾動(dòng)軸承設(shè)在空氣軸承電主軸的軸端，試驗(yàn)滾動(dòng)軸承的外部設(shè)有軸承套，油氣室設(shè)在軸承套內(nèi)的試驗(yàn)滾動(dòng)軸承上端外周，油氣室的油氣出口與滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體相通;溫度傳感器設(shè)在油氣室和滾動(dòng)軸承之間；力矩傳感器和振動(dòng)傳感器設(shè)在試驗(yàn)滾動(dòng)軸承的一側(cè)，且振動(dòng)傳感器設(shè)在軸承套外壁，徑向加載氣墊、徑向力傳感器和徑向加載氣缸由內(nèi)到外順次連接在試驗(yàn)滾動(dòng)軸承的另一側(cè)，軸向加載氣墊、軸向力傳感器和軸向加載氣缸由上至下順次連接在試驗(yàn)滾動(dòng)軸承的下端，軸承套通過(guò)徑向加載氣墊和軸向加載氣墊聯(lián)合支承；油氣發(fā)生器、冷干機(jī)、空氣壓縮機(jī)、氣壓站、軸向電磁閥、試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)和徑向電磁閥順次連接在支架外圍，且油氣發(fā)生器與油氣室相通，軸向電磁閥還與軸向加載氣缸相通，徑向電磁閥還分別與徑向加載氣缸、氣壓站相通。
[0006]工作原理:本發(fā)明超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀中所需的壓縮空氣由空氣壓縮機(jī)提供，由空氣壓縮機(jī)流出的壓縮空氣依次流經(jīng)冷干機(jī)和油氣發(fā)生器，所產(chǎn)生的油氣混合流體進(jìn)入油氣室，從而對(duì)試驗(yàn)滾動(dòng)軸承進(jìn)行油氣潤(rùn)滑；同時(shí)，由壓縮空氣機(jī)提供的壓縮空氣流經(jīng)氣壓站，一部分經(jīng)過(guò)軸向電磁閥進(jìn)入軸向加載氣缸，用于提供軸向試驗(yàn)力;一部分經(jīng)過(guò)徑向電磁閥進(jìn)入徑向加載氣缸，用于提供徑向試驗(yàn)力，同時(shí)試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)還與徑向電磁閥和軸向電磁閥連接，形成試驗(yàn)力閉環(huán)控制系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)調(diào)整試驗(yàn)力的大小。
[0007]所述試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)上還設(shè)有A1、A2端口，軸向力傳感器和徑向力傳感器分別與Al、A2端口連接，用于采集軸向試驗(yàn)力和徑向試驗(yàn)力。
[0008]所述試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)上還設(shè)有A3端口，用于輸入預(yù)緊力。
[0009]所述支架外圍還設(shè)有軸承性能測(cè)試系統(tǒng)，所述軸承性能測(cè)試系統(tǒng)分別與軸向力傳感器、徑向力傳感器、振動(dòng)傳感器、力矩傳感器、溫度傳感器相接，能通過(guò)采集傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)分析試驗(yàn)滾動(dòng)軸承的極限轉(zhuǎn)速、使用壽命、振動(dòng)特性、摩擦力矩和工作溫升性能。
[0010]所述冷干機(jī)內(nèi)設(shè)有過(guò)濾器，能過(guò)濾雜質(zhì)，防止油路堵塞。
[0011]本發(fā)明未提及的技術(shù)均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0012]有益效果:本發(fā)明超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀采用了非接觸式的試驗(yàn)力加載技術(shù)，在超高速工況下，非接觸式的加載技術(shù)不會(huì)影響軸承的回轉(zhuǎn)精度以及各項(xiàng)綜合性能，試驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)能夠真實(shí)地反應(yīng)軸承的摩擦力矩、極限轉(zhuǎn)速、工作溫升、使用壽命和振動(dòng)特性性會(huì)K。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中，主軸1、支架2、油氣發(fā)生器3、冷干機(jī)4、空氣壓縮機(jī)5、氣壓站6、軸向電磁閥7、試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)8、徑向電磁閥9、徑向力傳感器10、軸向力傳感器11、徑向加載氣缸12、軸向加載氣缸13、振動(dòng)傳感器14、力矩傳感器15、溫度傳感器16、油氣室17、試驗(yàn)滾動(dòng)軸承18、軸向加載氣墊19、徑向加載氣墊20、軸承套21、軸承性能測(cè)試系統(tǒng)22。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0016]實(shí)施例1
[0017]如圖1所示，一種超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀，包括空氣軸承電主軸1、支架2、油氣發(fā)生器3、冷干機(jī)4、空氣壓縮機(jī)5、氣壓站6、軸向電磁閥7、軸向力傳感器11、軸向加載氣缸13、試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)8、徑向電磁閥9、徑向力傳感器10、徑向加載氣缸12、振動(dòng)傳感器14、力矩傳感器15、溫度傳感器16、油氣室17、試驗(yàn)滾動(dòng)軸承18、軸向加載氣墊19、徑向加載氣墊20和軸承套21，空氣軸承電主軸I設(shè)在支架2上，試驗(yàn)滾動(dòng)軸承18設(shè)在空氣軸承電主軸I的軸端，試驗(yàn)滾動(dòng)軸承18的外部設(shè)有軸承套21，油氣室17設(shè)在軸承套21內(nèi)的試驗(yàn)滾動(dòng)軸承18上端外周，油氣室17的油氣出口與滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體相通;溫度傳感器16設(shè)在油氣室17和滾動(dòng)軸承之間；力矩傳感器15和振動(dòng)傳感器14設(shè)在試驗(yàn)滾動(dòng)軸承18的一側(cè)，且振動(dòng)傳感器14設(shè)在軸承套21外壁，徑向加載氣墊20、徑向力傳感器10和徑向加載氣缸12由內(nèi)到外順次連接在試驗(yàn)滾動(dòng)軸承18的另一側(cè)，軸向加載氣墊19、軸向力傳感器11和軸向加載氣缸13由上至下順次連接在試驗(yàn)滾動(dòng)軸承18的下端，軸承套21通過(guò)徑向加載氣墊20和軸向加載氣墊19聯(lián)合支承；油氣發(fā)生器3、冷干機(jī)4、空氣壓縮機(jī)5、氣壓站6、軸向電磁閥7、試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)8和徑向電磁閥9順次連接在支架2外圍，且油氣發(fā)生器3與油氣室17相通，軸向電磁閥7還與軸向加載氣缸13相通，徑向電磁閥9還分別與徑向加載氣缸12、氣壓站6相通;試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)8上還設(shè)有Al、A2、A3端口，軸向力傳感器11和徑向力傳感器10分別與Al、A2端口連接，用于采集軸向試驗(yàn)力和徑向試驗(yàn)力;A3端□用于輸入預(yù)緊力;支架2外圍還設(shè)有軸承性能測(cè)試系統(tǒng)22，軸承性能測(cè)試系統(tǒng)22分別與軸向力傳感器11、徑向力傳感器10、振動(dòng)傳感器14、力矩傳感器15、溫度傳感器16相接;冷干機(jī)4內(nèi)設(shè)有過(guò)濾器。
[0018]本發(fā)明超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀中所需的壓縮空氣由空氣壓縮機(jī)5提供，由空氣壓縮機(jī)5流出的壓縮空氣依次流經(jīng)冷干機(jī)4和油氣發(fā)生器3，所產(chǎn)生的油氣混合流體進(jìn)入油氣室17，從而對(duì)試驗(yàn)滾動(dòng)軸承18進(jìn)行油氣潤(rùn)滑；同時(shí)，由壓縮空氣機(jī)提供的壓縮空氣流經(jīng)氣壓站6，一部分經(jīng)過(guò)軸向電磁閥7進(jìn)入軸向加載氣缸13，用于提供軸向試驗(yàn)力;一部分經(jīng)過(guò)徑向電磁閥9進(jìn)入徑向加載氣缸12，用于提供徑向試驗(yàn)力，同時(shí)試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)8還與徑向電磁閥9和軸向電磁閥7連接，形成試驗(yàn)力閉環(huán)控制系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)調(diào)整試驗(yàn)力的大小;軸承性能測(cè)試系統(tǒng)22通過(guò)采集軸向力傳感器11、徑向力傳感器10、振動(dòng)傳感器14、力矩傳感器15和溫度傳感器16的數(shù)據(jù)來(lái)分析試驗(yàn)滾動(dòng)軸承18的極限轉(zhuǎn)速、使用壽命、振動(dòng)特性、摩擦力矩和工作溫升性能。
[0019]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)各設(shè)施位置進(jìn)行調(diào)整，這些調(diào)整也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀，其特征在于:包括空氣軸承電主軸(I)、支架(2)、油氣發(fā)生器(3)、冷干機(jī)(4)、空氣壓縮機(jī)(5)、氣壓站(6)、軸向電磁閥(7)、軸向力傳感器(11)、軸向加載氣缸(13)、試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)(8)、徑向電磁閥(9)、徑向力傳感器(10)、徑向加載氣缸(12)、振動(dòng)傳感器(14)、力矩傳感器(15)、溫度傳感器(16)、油氣室(17)、試驗(yàn)滾動(dòng)軸承(18)、軸向加載氣墊(19)、徑向加載氣墊(20)和軸承套(21)，所述空氣軸承電主軸(I)設(shè)在支架(2)上，試驗(yàn)滾動(dòng)軸承(18)設(shè)在空氣軸承電主軸(I)的軸端，試驗(yàn)滾動(dòng)軸承(18)的外部設(shè)有軸承套(21)，油氣室(17)設(shè)在軸承套(21)內(nèi)的試驗(yàn)滾動(dòng)軸承(18)上端外周，油氣室(17)的油氣出口與滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體相通;溫度傳感器(16)設(shè)在油氣室(17)和滾動(dòng)軸承之間；力矩傳感器(15)和振動(dòng)傳感器(14)設(shè)在試驗(yàn)滾動(dòng)軸承(18)的一側(cè)，且振動(dòng)傳感器(14)設(shè)在軸承套(21)外壁，徑向加載氣墊(20)、徑向力傳感器(10)和徑向加載氣缸(12)由內(nèi)到外順次連接在試驗(yàn)滾動(dòng)軸承(18)的另一側(cè)，軸向加載氣墊(19)、軸向力傳感器(11)和軸向加載氣缸(13)由上至下順次連接在試驗(yàn)滾動(dòng)軸承(18)的下端，軸承套(21)通過(guò)徑向加載氣墊(20)和軸向加載氣墊(19)聯(lián)合支承;油氣發(fā)生器(3)、冷干機(jī)(4)、空氣壓縮機(jī)(5)、氣壓站(6)、軸向電磁閥(7)、試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)(8)和徑向電磁閥(9)順次連接在支架(2)外圍，且油氣發(fā)生器(3)與油氣室(17)相通，軸向電磁閥(7)還與軸向加載氣缸(13)相通，徑向電磁閥(9)還分別與徑向加載氣缸(12)、氣壓站(6)相通。2.如權(quán)利要求1所述的超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀，其特征在于:所述試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)(8)上還設(shè)有Al、A2端口，軸向力傳感器(11)和徑向力傳感器(10)分別與Al、A2端口連接。3.如權(quán)利要求2所述的超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀，其特征在于:所述試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)(8)上還設(shè)有A3端口。4.如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀，其特征在于:所述支架(2)外圍還設(shè)有軸承性能測(cè)試系統(tǒng)(22)，所述軸承性能測(cè)試系統(tǒng)(22)分別與軸向力傳感器(11)、徑向力傳感器(10)、振動(dòng)傳感器(14)、力矩傳感器(15)、溫度傳感器(16)相接。5.如權(quán)利要求4所述的超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀，其特征在于:所述冷干機(jī)(4)內(nèi)設(shè)有過(guò)濾器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀，包括空氣軸承電主軸、支架、油氣發(fā)生器、冷干機(jī)、空氣壓縮機(jī)、氣壓站、軸向電磁閥、軸向力傳感器、軸向加載氣缸、試驗(yàn)力測(cè)試系統(tǒng)、徑向電磁閥、徑向力傳感器、徑向加載氣缸、振動(dòng)傳感器、力矩傳感器、溫度傳感器、油氣室、試驗(yàn)滾動(dòng)軸承、軸向加載氣墊、徑向加載氣墊和軸承套。本發(fā)明超高速滾動(dòng)軸承性能測(cè)試儀采用了非接觸式的試驗(yàn)力加載技術(shù)，在超高速工況下，非接觸式的加載技術(shù)不會(huì)影響軸承的回轉(zhuǎn)精度以及各項(xiàng)綜合性能，試驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)能夠真實(shí)地反應(yīng)軸承的摩擦力矩、極限轉(zhuǎn)速、工作溫升、使用壽命和振動(dòng)特性性能。
【IPC分類】G01M13/04
【公開號(hào)】CN105547697
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510894306
【發(fā)明人】蔣書運(yùn), 徐春冬
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日